Thành lập tháng 5-2006, đến nay có 63 dự án đầu tư trong nước với số vốn đăng ký hơn 94 nghìn tỷ đồng, bảy dự án đầu tư của nước ngoài có số vốn đăng ký 9,78 tỷ USD đầu tư vào Khu kinh tế Nghi Sơn. Trong đó, riêng dự án Liên hợp lọc hóa dầu Nghi Sơn có tổng mức đầu tư tới 9 tỷ USD, công suất 10 triệu tấn dầu/năm, có ý nghĩa to lớn trong bảo đảm an ninh năng lượng quốc gia, thúc đẩy các ngành công nghiệp phụ trợ cùng phát triển.
Sau một thời gian hoàn tất công tác chuẩn bị, ký kết hợp đồng EPC (một loại hợp đồng xây dựng mà nhà thầu thực hiện toàn bộ các công việc từ thiết kế kỹ thuật, cung ứng vật tư, thiết bị đến thi công xây dựng công trình, hạng mục công trình và chạy thử bàn giao cho chủ đầu tư), Ban quản lý Khu kinh tế Nghi Sơn, tỉnh Thanh Hóa tổ chức bàn giao mặt bằng, trao giấy chứng nhận quyền sử dụng đất cho liên doanh, đại diện là công ty TNHH Lọc hóa dầu Nghi Sơn, trao giấy phép xây dựng nhà máy lọc hóa dầu Nghi Sơn cho nhà thầu EPC.
Được biết, liên doanh lọc hóa dầu Nghi Sơn được giao tổng diện tích sử dụng hơn 500 ha, trong đó có 394 ha mặt bằng chính để xây dựng nhà máy lọc hóa dầu. Đến thời điểm này, Thanh Hóa cơ bản hoàn thành công tác giải phóng mặt bằng cho nhà thầu triển khai các gói thầu xây lắp nhà máy lọc hóa dầu Nghi Sơn. Dự kiến sau 40 tháng thi công, công trình sẽ hoàn thành, đưa vào vận hành thương mại.